Question

小明在做探究“電流與電阻的關系”實驗時，他設計連接了如圖所示的實物連接圖．

物理量 實驗次數	電阻R（Ω）	電流I（A）
1	5	0.48
2	10	0.24
3	20	0.12

（1）閉合開關前應將滑片滑至

阻值最大端處

．
（2）實驗中，小明先將5Ω的電阻R接入電路，正確操作后閉合開關S讀出電流表的示數，并把數據記錄在表格中．然后再分別用10Ω和20Ω的電阻替換5Ω電阻，重復上述操作．研究數據發現電流與電阻不成反比，造成這一現象的原因是

沒有移動滑片保持電阻R的兩端電壓不變

．
（3）小明發現錯誤后重新進行實驗，得到的數據如上表所示．其中第二次實驗用10Ω電阻替換5Ω電阻后應將滑片向

右

移動．第三次實驗中電壓表的示數是

2.4

V．
（4）實驗中電阻絲R突然燒斷，電壓表示數會

增大

，電流表示數會

減小

．（均選填“增大”“減小”或“不變”）

Answer 1

分析：（1）為防止電流過大燒壞電路元件，閉合開關前滑動變阻器應處于最大阻值出．
（2）在研究電流與電阻的關系時，應該控制電阻兩端的電壓不變，是通過移動滑動變阻器的滑片實現的．
（3）換用10Ω定值電阻時，電阻兩端的電壓變大，為保持電阻兩端的電壓不變，應增大滑動變阻器接入電路的阻值，減小電路中的電流，使電阻兩端的電壓減��；根據U=IR求出第三次實驗中電壓表的示數．
（4）在這個實驗電路中，電流表與燈泡是串聯，電壓表與燈泡是并聯．當燈絲燒斷了以后，就會造成電流表與電壓表串聯，由于電壓表的內阻非常大，則會造成電路中的電流非常小，以至于電流表都沒有示數．而由于電壓表電阻比變阻器電阻大得多，根據串聯電路電壓分配規律：在串聯電路中，電阻分的電壓與它的阻值成正比．由此可知此時電壓表分去的電壓幾乎是電源電壓．

解答：解：（1）開關閉合前，保護電路的滑動變阻器應處于最大阻值端；
（2）小明在做“探究電流與電阻的關系”實驗時，將滑片P滑至阻值最大處后，閉合開關S就直接讀出了電流表的示數，這種操作是錯誤的．他沒有明確實驗的目的，要探究電流與電壓的關系，必須通過移動滑動變阻器的滑片，來控制電阻兩端的電壓不變．
（3）換用10Ω定值電阻時，電阻兩端的電壓變大，為保持電阻兩端的電壓不變，應把滑動變阻器的滑片向右滑動，增大滑動變阻器接入電路的阻值，減小電路中的電流，使電阻兩端的電壓減��；
由表中數據可知，電阻的阻值為R=20Ω時，通過的電流為0.12A，
所以第三次實驗中電壓表的示數為：U=IR=20Ω×0.12A=2.4V．
（4）當燈泡發生斷路時，電路就變成了電流表、電壓表、滑動變阻器串聯．此時電路中也會有電流，但因為電壓表的電阻非常大，使得電路中電流會非常小，連電流表也測不出電流來，所以電流表示數為零；在串聯電路中，串聯電阻分得的電壓跟它的阻值成正比．由于電壓表的電阻要遠遠大于滑動變阻器和電流表的電阻，所以電壓表分得的電壓最大，幾乎就是電源電壓，所以電壓表有示數且比原來大．
故答案為：（1）阻值最大端處；（2）沒有移動滑片保持電阻R的兩端電壓不變；（3）右；2.4；（4）增大；減�。�

點評：本題考查了滑動變阻器正確的使用，電壓表、電流表的正確使用，歐姆定律的簡單計算和控制變量法的應用等，涉及的知識點都是基礎知識，都是我們應該掌握的內容．